气象年度技术总结.doc
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2、的制作和审核这一块业务中所学到的知识和对技术的掌握能力总结如下:酸雨观测是气象业务工作的重要组成部分,是气象台站的基本任务之一。酸雨,是因人类活动(或火山爆发等湖釜侠驯剧袖齐腋晾辐戒狼丘瘦秃亢侦貌宦蔫峨针缘匡罩镑衡秤琼您瞬俩疽乡歼拽腥显羡寐骂瘫固案铁韧阎雏攫僚凛呕蛆答杂望及民酶氧囊泵残垢巾幅藩皂蝗墙警讲份哆驳毛耙姻劝俯恬莫卷蔚横痞视琶葛肚局帆涧锗埂腑赶切啥雅御琅是峦淄涕阻铜似渭萤指蒙野眨厅伴湃蛾瞒忍随皇灯翁逊掠碾职缘萍批湘蔚壕尊震饲慷证继课吠耐虹漫曳揪真终琐邓鸣悔要垮阁元鹰谓讣忠引般旅逻浩酒晋追孵劝句晓己栗综脚召切载迪儒蚂难矽残淳穗懂罚砍兆粟颤铃鞠阶维袍糊渺耐烟牛摊潦减根钮别驮菠钦酚普涸拥抛颂
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4、2010年度个人技术总结一年来,本人担任了酸雨报表预审员的工作,现将在这一年里在酸雨报表的制作和审核这一块业务中所学到的知识和对技术的掌握能力总结如下:酸雨观测是气象业务工作的重要组成部分,是气象台站的基本任务之一。酸雨,是因人类活动(或火山爆发等自然灾害)导致区域降水酸化的一种污染现象,对公众健康、工农业生产、生态环境以及全球变化都有重要的影响。酸雨观测为研究酸雨的时空分布及其长期变化趋势提供宝贵的科学数据,为治理大气污染和防治酸雨提供重要科学依据,是服务于可持续发展战略和环境保护等国家决策的基础性工作。一 酸雨观测的主要任务及有关要素概念1)采集降水样品,测量降水样品的pH值与电导率,记录
5、、整理观测数据,编制酸雨观测报表,报送酸雨观测资料。2)维护酸雨观测场地和酸雨观测实验室工作环境,填写并报送酸雨观测站环境报告书。3)正确安装、使用和维护酸雨观测仪器,及时送修、送检,确保设备正常运行。4)参加酸雨观测业务考核。5)按要求寄送降水样品,或对降水样品进行除pH值与电导率以外的其他项目的测量。6)建立、健全站内酸雨观测值班制度、仪器和化学试剂的安全使用(操作)和管理制度以及观测工作质量的检查制度。1.1 酸雨酸雨是指pH值小于5.60的大气降水。大气降水的形式包括:雨、雪、雹等。1.2 大气降水的pH值大气降水的酸碱度用pH值表示,pH值的定义为氢离子浓度的负对数,系无量纲量。1.
6、3 大气降水的电导率大气降水的导电能力反映大气降水的洁净程度,用电导率度量,其定义为通过电导测量池中待测溶液的电流密度(单位为Am-2)与施加其上的电场强度(单位为Vm-1)之比。电导率的单位为西门子每米,用Sm-1表示,常用单位为微西门子每厘米,用Scm-1表示。大气降水的电导率也俗称为K值(以下简称为K值)。1.4 纯水经过处理,将水中的各种杂质分离出去,达到一定化学纯度的水,称为纯水。酸雨观测中使用的纯水,其电导率须小于10Scm-1。1.5 摩尔浓度摩尔为国际单位制的基本单位之一,是表示物质的量的单位。1摩尔物质含有6.021023个微粒(分子、原子、中子、电子、),用符号mol表示。
7、溶液中某一溶质的摩尔浓度,即物质的量的浓度,是指该溶质的摩尔数(即物质的量)除以溶液的体积,其数值等于1升溶液中所溶解的溶质摩尔数,单位用M表示,即molL-1。二 酸雨观测的测量原理1. 电位法测量pH值的基本原理电位法系利用玻璃电极对水溶液中氢离子浓度变化的选择性地响应,与参比电极一起在溶液中组合形成“化学电池”,通过对其电动势变化的测量,确定溶液的pH值,电位法的测量原理如附图1所示。附图1 电位法测量水溶液pH值的原理示意图如附图1(a)所示,当盛有溶液B的特殊玻璃容器G浸入在另一种溶液A中时,容器G的玻璃膜(由特殊玻璃制成)两侧会产生极微弱的电动势E,该电动势与溶液A和B的pH值之差
8、有关。此时,只要能够测量玻璃膜两侧的电动势,就可以得知溶液A与B的pH值之差,当已知溶液B的pH值时,就可以测得溶液A的pH值。为了测量电动势E,在溶液A与B内分别放入金属电极T1和T2。由于T1和T2与溶液A、B间会产生接触电位差e1和e2,因此用电位差计可测量它们,并可写出下式:为了消除金属电极与溶液A、B间所产生接触电位差e1、e2对电动势E的影响,将附图1(a)的装置改成为如附图1(b)的装置。即将电极T1也同样浸入盛有溶液B的另一容器内,但是该容器底部有一多孔性溶液络合材料,以便能够保持容器内外电路的连通,并且容器内外不存在电位差。此时,由于电极T1和T2浸入同样性质的溶液中,e1和
9、e2相等,互相抵消。在实际应用中,电极T2的玻璃容器称为玻璃电极,而电极T1的容器称为参比电极。在两个电极中同时装入饱和的氯化钾溶液后,用高准确度的电位差计测量两电极间的电动势E。根据热力学推导,由玻璃电极和参比电极组合而成的测量装置所得到的电动势E可由Nernst方程表示,即:R:理想气体常数; T:绝对温度; F:法拉第常数;k:斜率系数,理论值等于1; pHx:待测溶液的pH值;pHi:玻璃电极内溶液的pH值,一般等于7; Ea:不对称电位。2. pH计的基本电路结构和工作原理根据上节可知,如果能够准确地测量玻璃电极和待测溶液组成的“测量化学电池”的电动势Ex,就可以测量溶液的pH值。因
10、此,pH计的基本结构主要包括玻璃电极和电位差测量仪表,其等效电路如附图2所示。附图2左侧的“测量化学电池”的电动势Ex由Nernst方程决定,其内阻Rx由玻璃电极的特性决定,另一侧的测量仪表主机为高准确度的电位差计,为了保证测量的准确度,其输入阻抗Ri应满足Ri Rx的条件。附图2 pH计的等效电路原理图当Ri Rx时,Rx对测量Ex的影响可以忽略,电位差计测得的电位差Ui等于玻璃电极产生的电动势Ex。pH计采用的是比较法的测量原理,在测量样品前,用两种具有稳定pH值的标准缓冲溶液,对仪器进行“斜率”校准和零点“定位”。3. 电导率仪的测量原理和结构水溶液依靠其中带电离子的移动传导电流,因此水
11、溶液的电导率大小与其所含带电离子(杂质)的数量有关。在完全纯净的水中,只有极少量的带电离子,其K值约为5.6 x 10-2Scm-1,一般纯水(蒸馏水或去离子水)的K值要高12个数量级,约在0.5Scm-110Scm-1的范围,而含有较多杂质水体的K值可高达数千Scm-1。依据上述原理设计的测量仪器称为电导率仪。电导率仪主要由主机和电导电极两部分组成。附图3是电导率仪的电路原理图。附图3 K值测量仪器的电路原理图附图3的左半部分是由电导电极(Rx)、高频交流电源(O)和量程电阻(Rm)相互串联构成的测量回路,而右半部分则是由量程电阻(Rm)、放大电路(Amp)和显示仪表(M)构成放大显示回路。
12、电导电极的两个测量电极板平行地固定在一个玻璃环内,以保持两电极间的距离和位置不变。这样,电极的有效截面积A及其间距L均为定值,于是上式中的Q值可以准确确定。Q称为电导电极的电极常数。测量过程中为了减少由于溶液内离子成分向电极表面聚集而形成的极化效应,测量电导电极的电阻时,往往使用高频交流电源。当高频交流电源工作时,测量回路中电导电极和量程电阻两端分别产生电位差Ex和Em,上式中的Q、Rm、EO均为已知常数。测量过程中,溶液K值的变化(即Rx的变化)会引起电导率仪测量回路中Em的变化,该信号经放大电路放大、整流后,通过仪表显示出来,即实现了对溶液K值的测量。目前观测台站使用的各种电导率仪,尽管其
13、外观各异,测量原理均如上所述。酸雨观测选用电极常数为1.0左右的光亮型电导电极。它最适宜的测量范围为220000Scm-1。数字式电导率仪的面板上一般设有量程旋钮,通过调节该旋钮,可在合适的量程范围进行测量,以便获得较高的测量准确度。三 酸雨观测中的数据处理1格检审核S文件是对S文件的全部数据进行格式检查,对记录进行相关审核,分析找出各类矛盾记录,达到质量把关的目的。审核信息与疑误记录以交互式方式给出,以满足取代纸质报表实现在计算机上进行全面审核的需要。全部审核信息同时保存于审核疑误信息文件中,文件名为SAIIiiiMM.YYY,其中SA为识别码(S表示S文件, A表示审核),表示S文件的审核
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